Comunicación presentada al IV Congreso de Ciudades Inteligentes
Autores
- Mª Pilar Martín de la Iglesia, Jefe Proyectos – División de Sistemas, FCC Industrial
- Antonio Francisco Prego Pérez, Director División de Sistemas, FCC Industrial
Resumen:
En los últimos años se está tomando conciencia de la necesidad y las ventajas de realizar una gestión apropiada y eficiente de los recursos que nos rodean. En el ámbito urbano, la importancia del desempeño de una buena gestión adquiere aún más relevancia si se quieren trazar los pasos hacia ciudades más sostenibles y habitables. Para ello, los sistemas que permiten monitorizar y gestionar eficientemente todos los recursos y servicios necesarios han de ir adaptándose y aprovechar las innovaciones tecnológicas que puedan aportar valor añadido. No hay que perder de vista las vulnerabilidades propias del área de aplicación, así como las derivadas del uso de las TIC en cualquier sistema de gestión en entornos críticos. AvanzaCC es una plataforma de gestión desarrollada por FCC Industrial donde la tecnología y la inteligencia se unen para ponerse al servicio de la sociedad. Su versatilidad y flexibilidad la convierten en una excelente candidata para la gestión de ciudades inteligentes.
Palabras clave:
AvanzaCC, Ciudades Inteligentes, Eficiencia, Cloud, Modularidad, Escalabilidad
Introducción
Si pensamos en una ciudad, sus habitantes, sus recursos y todos los servicios involucrados en las actividades del día a día (el transporte público, la iluminación de las calles, la recogida de residuos, el riego y mantenimiento de parques y zonas verdes, etc.), así como algunos ‘puntos calientes’ como el tráfico, los atascos, la contaminación, los problemas de aparcamientos, etc. podemos hacernos una idea de la complejidad de manejar un entorno como éste.
Se puede disponer de un conjunto de dispositivos de distinta índole repartidos por toda la ciudad y recoger los datos que proporcionan. Si tenemos un sistema preparado para recoger todos esos datos, se podrían monitorizar estos dispositivos y almacenar los datos obtenidos para su explotación histórica. De este modo se podría, por ejemplo, obtener una lista de dispositivos que no están funcionando correctamente y planificar la mejor forma de repararlos. Esto es lo que haría un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) tradicional.
Pero ¿qué ocurriría si el sistema de control estuviera preparado para permitir a los ciudadanos participar en esta actividad? Los ciudadanos podrían por ejemplo reportar problemas de infraestructura que no podrían ser recogidos automáticamente de otro modo, como un agujero en una acera, un graffiti en una fachada de un edificio público o un árbol caído en la calle. Incluso, aplicaciones externas podrían alimentar nuestro sistema de control (por demanda o de forma asíncrona) proporcionando datos extra que podrían ser de gran valor para que el sistema contara con un conjunto más completo de información sobre la ciudad. Asímismo, nuestro sistema de control podría proporcionar información clave a sistemas de terceros e incluso plataformas de organismos oficiales, ayudando de este modo a los servicios de información que los gobiernos ofrecen al ciudadano.
Intentando dar un paso más, si añadimos la tecnología e inteligencia a nuestro sistema, podríamos traducir los datos que maneja en información efectiva que ayude no sólo a monitorizar, controlar y gestionar los recursos y servicios de la ciudad sino también a aportar decisiones inteligentes que permitan optimizar los dispositivos, recursos y servicios con el fin de obtener una ciudad más habitable.
Esto es AvanzaCC, una plataforma de gestión desarrollada por FCC Industrial donde la tecnología y la inteligencia se unen para ser puestas al servicio de la sociedad. Sus capacidades, versatilidad y flexibilidad la convierten en una excelente candidata para la gestión de ciudades inteligentes en nuestra búsqueda de mejorar la calidad de vida en nuestras ciudades, así como la adaptación a los nuevos tiempos. AvanzaCC está preparada para adaptarse a las necesidades y requisitos de cada implantación específica, permitiendo aportar soluciones adecuadas en cada caso.
El proyecto: La plataforma Avanzacc
El grupo de Sistemas de Control de la División de Sistemas de FCC Industrial tiene una trayectoria de más de 25 años al frente del desarrollo, implantación y mantenimiento de sistemas de gestión y control que inicialmente se centraban en el área de tráfico. A lo largo de todos estos años se han ido recogiendo las experiencias y las necesidades que surgen en entornos donde se requiere la monitorización y actuación sobre dispositivos en infraestructuras críticas y la gestión de las mismas. De ese modo, se han ido construyendo e implantando proyectos ‘llave en mano’ que, a día de hoy, se han aplicado también a entornos distintos al área de tráfico. Poco a poco se han ido desarrollando herramientas y sistemas más sofisticados a medida que ha ido evolucionando la tecnología. Así es como ha surgido Avanza Control Center, en adelante AvanzaCC.
AvanzaCC es una plataforma de telecontrol de propósito general que pretende dar respuesta a todos aquellos entornos en los que se requiere el control y gestión de dispositivos aportando cierto valor añadido. Con ella FCC Industrial ha querido ofrecer su aportación al mundo de las Smart Cities.
Los puntos diferenciadores más importantes, que se explicarán en detalle en lo siguientes apartados, los podríamos resumir en:
- sistema abierto
- modularidad
- implantación sobre infraestructuras abiertas
Además, es un sistema multiplataforma con lo que se obtienen todas las ventajas asociadas a la movilidad si se requiere el acceso de los usuarios desde distintos dispositivos y distintas localizaciones.
Material y Métodos
Sistema abierto
La experiencia a lo largo de estos años en distintos proyectos nos ha llevado a conocer de primera mano a los clientes usuarios de plataformas de este tipo, los problemas a los que se enfrentan en sus tareas habituales y los derivados de situaciones excepcionales durante las cuales deben seguir dando un servicio ininterrumpido. Entre las preocupaciones más comunes suele estar la dependencia del proveedor del sistema de control.
Cuando se contrata un proyecto ‘llave en mano’, la empresa proveedora hace la entrega del sistema atendiendo a los requisitos marcados previamente por ambas partes, proveedor del sistema y cliente usuario del mismo. Es posible que posteriormente el cliente desee realizar alguna modificación, o incluso que en el futuro necesite dar de alta algún elemento más en el sistema. En ese momento el cliente se siente atrapado por la necesidad de contactar con la empresa proveedora del sistema para la realización del trabajo. Es entonces cuando surgen los miedos derivados de la dependencia de la empresa proveedora (si el precio del cambio será asumible o si pasado ya algún tiempo la empresa aún existe o el personal de la empresa proveedora conoce el sistema que desarrollaron antiguos compañeros).
Pensando en todo ello, AvanzaCC fue concebida para que fuera posible reducir la dependencia entre cliente y desarrollador y cubriera no sólo proyectos llave en mano, sino proyectos en los que el cliente puede ser el diseñador y configurador de su propio sistema; es decir, la plataforma permite al cliente seguir añadiendo dispositivos, configurar nuevas alarmas, generar sus propias ventanas de operación, etc.
Modularidad
Desde el punto de vista de la arquitectura, podemos decir que AvanzaCC es modular, es decir, puede verse como una plataforma base sobre la que se pueden ir añadiendo módulos de conocimiento especializados para construir sistemas de gestión inteligentes. Esto la dota de un gran potencial a la hora de aportar una solución adecuada a los requisitos necesarios en cada caso, aportando un valor añadido sobre otros sistemas concebidos de forma no modular.
Así se permite:
- monitorizar y actuar sobre dispositivos de la forma tradicional
- integrar/interactuar con otros sistemas de terceros
- desarrollar e incorporar en AvanzaCC cualquier módulo “especializado” para cubrir funcionalidades específicas requeridas, permitiendo que el sistema completo pueda ser gestionado desde una única plataforma.
El primer paso para poner en marcha un sistema de este tipo es encontrar la forma de recoger los datos de diferentes fuentes. FCC Industrial tiene una amplia experiencia en la integración de diversos dispositivos. Una vez que tenemos los datos, el sistema debe analizarlos, aplicar filtros y procesarlos. Aquí es donde el ‘know-how’ juega un papel clave, es decir, si podemos contar con herramientas estratégicas para expresar el conocimiento en el campo de aplicación en el que estamos trabajando seremos capaces de:
- conocer cómo trabajan los dispositivos/servicios
- desarrollar patrones de comportamiento
- predecir comportamientos futuros en algunos casos
Así es como el sistema será capaz de proporcionar políticas ‘smart’. En el campo de las ciudades inteligentes estas políticas se traducen en políticas que persiguen la optimización de recursos, la sostenibilidad, la reducción del impacto medioambiental, etc.
Infraestructura física abierta: Infraestructura local / Plataforma como servicio
Otro de los puntos a tener en cuenta cuando se realiza la implantación de una plataforma de este tipo es la infraestructura sobre la que se realizará el despliegue. Inicialmente se puede elegir una infraestructura localizada en el centro de control, pero no hay que perder de vista factores como la escalabilidad (qué hacer en caso de requerir más rendimiento, espacio en disco, etc.), la redundancia (cómo mantener una copia del sistema por si ocurre algún fallo o corrupción en el sistema actual), etc.
AvanzaCC fue diseñada desde el inicio para adaptarse a distintas opciones de infraestructura. Es multi-nodo, por lo que se permite definir distintos nodos para la distribución de carga con independencia de la máquina física donde estén trabajando dichos nodos.Por tanto, la implantación de la plataforma puede realizarse eligiendo entre distintas opciones teniendo en cuenta aquella que mejor se adapte a las necesidades del cliente:
- infraestructura local sobre máquinas físicas disponibles en el centro de control, donde se pueden aprovechar todas las ventajas de la implantación de un sistema virtualizado: HA (alta disponibilidad) o FT (fault tolerance), distribución de carga, escalabilidad, etc.
- infraestructura cloud-híbrida, reduciendo infraestructura de servidores y bases de datos a nivel local y aprovechando las ventajas del modelo cloud para asegurar la escalabilidad y la disponibilidad, evitando realizar una gran inversión inicial en máquinas.
- Infraestructura cloud-pura, en la que se externalizan en el cloud los recursos físicos tanto de servidores como de bases de datos, obteniendo importantes ventajas en la reducción de la gestión de los recursos propios así como en la seguridad física y redundancia de los servidores. Este tipo de modelo se basa en la gestión de ‘infraestructura como servicio’, asegurando la escalabilidad.
Resultados
A partir de la experiencia recogida a lo largo de los años, AvanzaCC fue diseñada especialmente para cubrir un conjunto de requisitos estrictos que dieran respuesta a las necesidades surgidas por los clientes usuarios de sistemas de gestión y control en proyectos diversos.
Partiendo del cumplimiento de los requisitos para los que fue diseñada, se ha observado su especial idoneidad para la gestión en el ámbito de las ciudades inteligentes. Así surge el concepto “SMART FCC”, o aplicación de las políticas ‘smart’ a nivel global en todo el ámbito urbano, tomando como base la plataforma AvanzaCC y enriqueciendo ésta con módulos específicos inteligentes del ámbito de las ‘smart cities’.
Smart FCC: Área de aplicación
Tomando la ciudad como una entidad se pueden obtener importantes ventajas de la aplicación de esas políticas ‘smart’ a nivel global, cubriendo el máximo número de categorías posibles al mismo tiempo (energía, movilidad, infraestructuras y servicios públicos) en lugar de hacerlo de forma aislada.
Gracias a AvanzaCC podemos contar con algunos módulos especialmente adecuados al entorno de las ciudades inteligentes con propósitos específicos: edificios inteligentes, tráfico, servicios públicos, etc.
En edificios como hospitales, palacios de congresos, etc. se pueden conseguir importantes ahorros optimizando la iluminación, la ventilación y aire acondicionado a través de módulos software diseñados especialmente para ello. Pueden controlar los accesos a través de módulos de control y seguridad.
Bajo el área de tráfico podemos encontrar redes de tráfico, túneles y carreteras de acceso a la ciudad donde se pueden poner en marcha algunos patrones de conducción y movilidad para minimizar los atascos, la polución y el impacto medioambiental.
En relación a los servicios públicos, se pueden implantar módulos para controlar y ayudar a las empresas encargadas del mantenimiento a ser más eficientes o a planificar sus trabajos en base al estado de los recursos que controlan.
En resumen, se pueden desarrollar módulos específicos y especializados en funciones concretas para ser integrados en AvanzaCC de modo que el sistema a controlar pueda ser gestionado de manera eficiente y global desde una única plataforma.
Casos de éxito
A continuación se presentan dos casos de éxito:
- Proyecto donde se realizó la implantación de un módulo inteligente específico para Iluminación adaptativa
- Proyecto de control y gestión de las galerías de servicio en un área urbana
Caso de éxito 1: Iluminación adaptativa – regulación de flujo lumínico
Bajo la vertiente de tráfico, se desarrolló un módulo específico para la regulación de flujo lumínico en un proyecto donde varias autopistas de tráfico con túneles son controladas desde un centro de control.
Para ello los túneles se equiparon con reguladores de flujo lumínico que trabajan a diferentes potencias proporcionando voltajes controlados a los circuitos de lámparas. Estos dispositivos físicos se combinaron con un módulo inteligente, integrado en la plataforma Avanza, que era capaz de tomar medidas y comandar el voltaje objetivo al que debía trabajar cada regulador con el fin de optimizar el consumo de energía. Tenía en cuenta el tiempo que los reguladores habían estado trabajando, el estado del que partían, los dispositivos que no estaban funcionando correctamente, etc. y filtraba cambios temporales como el paso de una nube que pudiera provocar un cambio brusco en las condiciones de iluminación.
El resultado fue realmente satisfactorio: se evitaban los picos de energía, reduciendo de este modo el consumo eléctrico, con el correspondiente ahorro económico (cercano al 30%); se incrementó el tiempo de vida de las luminarias y se mejoró el confort y la seguridad de los conductores -evitando deslumbramientos-.
El sistema era capaz de adaptar los niveles de iluminación de forma inmediata en caso de emergencia, para lo que este módulo no trabajaba de forma aislada sino en conjunción con el módulo de control de la ventilación en túnel, el de detección de incendios y el módulo de asistencia ante emergencias. De este modo la plataforma gestionaba todos los subsistemas mediante el trabajo a nivel global de los módulos implicados.
Caso de éxito 2: Gestión de las galerías de servicio de un área urbana
La ciudad de Madrid dispone de una red de unos 160 Km de galerías bajo suelo donde se alojan infraestructuras de algunas compañías de gas, agua, electricidad y telecomunicaciones, gracias a las cuales están proporcionando sus servicios a los ciudadanos. Estas galerías también son utilizadas por las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado.
La gestión de las galerías de servicio del Ayuntamiento de Madrid se está llevando a cabo desde un centro de control a través de la plataforma AvanzaCC, donde se están controlando los siguientes subsistemas: centralitas de incendios, centralitas de gases, postes SOS, CCTV, puertas de acceso a las galerías, llamadas desde/hacia el centro de control, etc.
El sistema ha sido provisto de un módulo especializado para la gestión de las licencias y autorizaciones otorgadas por el Ayuntamiento a las compañías correspondientes, que permiten el acceso a ciertas galerías y en horarios específicos para realizar los trabajos de instalación y reparación de las infraestructuras por personal de estas compañías, personal de compañías subcontratadas o empleados de la empresa mantenedora. También posibilita el registro y control de las personas que acceden a las galerías, de las licencias y tarjetas de acceso implicadas. El sistema así gestionado permite ofrecer un mejor servicio de la empresa mantenedora de las galerías, optimizando las tareas a realizar gracias a la planificación de los equipos de trabajo.
La plataforma se implantó bajo un esquema virtualizado con alta disponibilidad en caso de fallo, preparada para ser levantada en un centro de control de respaldo existente en otra localización para proseguir desde allí con el control de las galerías si fuera necesario.
Discusión y conclusiones
En base a lo expuesto anteriormente podemos concluir que la plataforma AvanzaCC es una buena contribución de FCC Industrial al entorno de las ciudades inteligentes, cuyo diseño es fruto de una gran experiencia previa y del know-how del grupo de desarrollo de sistemas de control.
Cabe destacar que AvanzaCC posibilita el desarrollo y adaptación de módulos específicos con funcionalidades que permitan dar respuesta a las necesidades que puedan surgir.
Agradecimientos
Gracias a CEDINSA y Ayuntamiento de Madrid por su aportación y compartición de datos.